R+D CSIC
és una publicació electrònica de la Oficina de Transferència
de Tecnologia (OTT) per donar a conèixer la investigació dels
centres del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC).
Està elaborada per la Unitat de Comunicació i Transferència
de Tecnologia, Delegació del CSIC a Catalunya.
© CSIC. La informació escrita continguda
en aquestes planes pot ser reproduïda citant la font. |
|
Notícia Un nou mètode computacional resol estructures de proteïnes amb una velocitat inèdita 15 de setembre de 2009 Un equip del CSIC ha desenvolupat un mètode per determinar estructures de proteïnes amb una rapidesa inèdita, partint d'un sol conjunt de dades natives i evitant molts mesos de treball addicional. Batejat com Arcimboldo en honor al pintor italià, el sistema ofereix imatges recognoscibles de proteïnes a partir de només uns fragments, de forma similar a les natures mortes d'aquest l'artista, que permeten endevinar rostres humans a partir d'uns pocs elements vegetals. ARCIMBOLDO fa servir un gran nombre d'ordinadors en xarxa com si fossin un supercomputador. Els resultats de la investigació s'han donat a conèixer en la revista Nature Methods.
Un equip espanyol, dirigit per Isabel Usón, professora d'investigació ICREA vinculada al Consell Superior d'Investigacions Cientifiques (CSIC), ha desenvolupat un nou mètode computacional que permet resoldre estructures macromoleculars per difracció de raigs-X a partir d'un sol conjunt de dades nadives (ab initio), sense necessitat d'efectuar laborioses modificacions en els cristalls i mesurar aquests derivats. El mètode funciona amb dades d'una qualitat normal en aquest tipus de mesures quan, fins ara, únicament amb dades excepcionals havia estat possible la resolució ab initio. La investigació, que s'ha publicat en la revista Nature Methods, ha estat desenvolupada per l'equip coordinat per Usón, en l'Institut de Biologia Molecular de Barcelona del CSIC, ubicat al Parc Científic de Barcelona, i amb la col·laboració d'investigadors de la Universitat de Göttingen i del Max-Plank Institut de Química Biofísica (Alemanya). També s'ha contat amb el suport de l'Institut Català d'Estadística (IDESCAT). L'estructura revela la funció Veure una proteïna o fins i tot un conjunt de proteïnes que
actuen juntes, ajuda a entendre com funcionen. Fins ara, un dels mètodes
habituals per fer-ho és la cristalografia de raigs-X, que consisteix
a fer passar un feix de raigx-X a través d'un cristall de la substància
estudiada. El feix s'escindeix en diverses direccions en travessar el
cristall i, per difracció, es genera un patró d'intensitats
que depèn de la ubicació dels àtoms en el cristall.
Obtenir una imatge correcta i interpretable Tal com explica la investigadora, Isabel Usón, el nombre d'hipòtesis de partida plausibles és molt elevat però no és possible distingir en aquest punt quins poden correspondre a l'estructura que es cerca. Totes elles han de ser sotmeses a càlculs de modificació de la densitat electrònica per obtenir una imatge més correcta i interpretable. Es tracta d'imposar condicions de contorn a l'estructura basades en el fet que la imatge tridimensional d'una proteïna ha de tenir les propietats típiques d'una proteïna o, prosseguint amb el símil, es tracta de modificar el quadre d'Arcimboldo perquè la col·lecció de fruites i hortalisses sigui menys evident i l'aspecte sigui més humà. Però això no seria possible per a qualsevol imatge. "Una natura morta seguirà semblant una natura morta i només a partir de fragments originals correctes es podrà veure el rostre humà", aclareix Isabel Usón. En finalitzar aquest procés, és possible distingir numèricament l'estructura, és a dir, sense examinar una per una les solucions correctes d'entre una gran quantitat d'intents fallits. Un altre aspecte destacable és que, com que el mètode desenvolupat
requereix la potència de càlcul d'un supercomputador, s'ha
fragmentat el procés en un elevat nombre de petits càlculs
i s'ha distribuït en un centenar d'ordinadors corrents, coordinats
per un ordinador central. Només quan aquests ordinadors no estan
sent utilitzats per altres usuaris, participen en el càlcul. S'aprofiten
així recursos no utilitzats respectant l'ús prioritari dels
seus propietaris. El mètode desenvolupat pels investigadors Dayte D. Rodríguez,
Christian Grosse, Sebastian Himmel, César González, Iñaki
M. de Ilarduya, Stefan Becker, George M. Sheldrick i Isabel Usón
serà accessible i gratuït per a qualsevol investigador que
treballi en un centre sense fins lucratius. En cas contrari serà
necessària una llicència. MF
|
